曾子華，劉德朋，陳 彪，王洪智，于香明

(1. 南京大學地球科學與工程學院，江蘇南京 210093； 2. 江蘇省有色金屬地質勘查局，江蘇南京 210007)

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內蒙古牙克石巖山鉬礦床礦石Re-Os和相關巖漿巖鋯石U-Pb年齡測定

曾子華1,2，劉德朋2，陳 彪2，王洪智2，于香明2

(1. 南京大學地球科學與工程學院，江蘇南京 210093； 2. 江蘇省有色金屬地質勘查局，江蘇南京 210007)

內蒙古牙克石地區(qū)近年來發(fā)現(xiàn)了巖山中型鉬礦床。賦礦圍巖以元古界興華渡口群為主，其次為燕山期花崗斑巖隱伏巖體。該巖體自邊部至中心，大致呈石英斑巖-花崗斑巖-花崗閃長巖相變的特點，U-Pb年齡分別為124±1 Ma、127±2 Ma、124±1 Ma。輝鉬礦主要以石英(碳酸鹽-螢石)輝鉬礦脈、長石石英輝鉬礦脈、碳酸鹽(-螢石)輝鉬礦脈的形式存在于圍巖中，切穿巖體與地層的接觸帶。以興華渡口群為圍巖的輝鉬礦Re-Os年齡為125.2±1.7 Ma，以花崗斑巖為圍巖的輝鉬礦Re-Os年齡為126.6±1.8 Ma，長石石英脈中輝鉬礦Re-Os年齡為125.3±1.8 Ma。根據(jù)礦體與圍巖的相互關系及年齡測定結果，無論從時間上和空間上成礦均與燕山期花崗斑巖的侵入密切相關，熱液充填活動明顯，屬巖漿熱液型礦床。

地球化學 鉬礦床 鋯石U-Pb定年 Re-Os同位素定年 牙克石 內蒙古

Zeng Zi-hua,Liu De-peng,Chen Biao,Wang Hong-zhi,Yu Xiang-ming.Re-Os dating of the molybdenum deposit and zircon U-pb ages of related magmatic rocks in the Yanshan area, Yakeshi, Inner Mongolia[J].Geology and Exploration,2015, 51(1):0045-0052.

內蒙古鉬礦資源豐富，形成了眾多大、中、小型鉬及鉬多金屬礦床(黃崇軻等,2001;翟裕生,2002; 沈存利等,2004; 沈存利等,2009)，礦床分布廣泛，分布在9個主要鉬成礦遠景區(qū)內(沈存利等，2010)。眾多學者對內蒙古的鉬礦床特征進行了研究分析，總結發(fā)現(xiàn)鉬礦床的成因類型以斑巖型為主，其次為熱液型；礦體一般厚度較大，品位變化較大，賦存部位較淺，礦種較為單一；成礦時代大部分為燕山期，其次為華力西期。主要鉬礦床特征詳見表1(聶鳳軍等,1995；聶鳳軍等,2002；聶鳳軍等,2005；聶鳳軍等,2007；李諾等,2007；覃鋒等,2008；曾慶棟等,2009；張作倫等,2009；張連昌等,2010；陳志廣等,2010；沈存利等，2010)。

1 礦區(qū)地質特征

1.1 區(qū)域地質背景

1.2 礦區(qū)地質特征

出露的地層為元古界興華渡口群(Pt1x)，巖性以綠泥石石英片巖為主，以及奧陶系多寶山組(O1-2d)，巖性以變質粉砂巖為主，兩者以不整合接觸，見圖2。

表1 內蒙古主要鉬礦床一覽表

圖1 內蒙古自治區(qū)主要鉬礦床及鉬成礦遠景區(qū)分布圖(據(jù)沈存利等，2010)Fig.1 Map showing distribution of major molybdenum deposits and mineralization prospect in Inner Mongolia(after shen et al.,2010) 1-板塊縫合線;2-古陸邊緣深大斷裂;3-深斷裂及編號;4-盆地界限;5-鉬礦成礦遠景區(qū)及編號;6-鉬礦床及編號；7-巖山礦 區(qū)位置1-plate suture;2-deep fault of paleo-continental margin;3-deep fault and number;4-basin boundary;5-molybdenum metallogenic belts and number;6-molybdenum deposits and number;7-location of YanShan area

構造以斷裂為主，褶皺次之。褶皺構造為巖山背斜，呈NE-SW展布；斷裂構造主要為NE向；節(jié)理裂隙構造發(fā)育，根據(jù)探槽和鉆孔巖芯觀察，裂隙構造與片理傾向一致的相對較多，規(guī)律不明顯，傾角以60°～80°為主，30°～60°次之，少數(shù)水平。節(jié)理裂隙構造為本區(qū)的容礦構造，由石英、碳酸鹽、螢石、黃鐵礦、輝鉬礦等礦物構成的細脈充填其中，脈寬多小于5 mm，最寬約10 cm，細脈密集處或大脈處則形成工業(yè)礦體。

地表出露的侵入巖為泥盆紀輝長巖、華力西期花崗閃長巖，呈巖株狀產(chǎn)出，與成礦無關；根據(jù)鉆孔揭露，在鉬化探高值異常區(qū)深部300 m～900 m標高見隱伏燕山期花崗斑巖巖體，巖體自邊部至中心大致呈石英斑巖-花崗斑巖-花崗閃長巖相變的特點，為成礦母巖；局部見霏細巖脈、中基性巖脈和晚期的酸性巖脈穿插。

圖2 巖山鉬礦床地質略圖Fig.2 Geological sketch of the Yanshan molybdenum deposit 1-第四系(Q)；2-多寶山組(O1-2d)；3-興華渡口群(Pt1x)；4-花崗閃長巖(Dγδ)；5-地質界線；6-不整合面；7-地質年齡樣品 及編號；8-18線；9-有礦竣工鉆孔；10-無礦竣工鉆孔1-Quaternary;2-Duobaoshan Formation;3-Xinhuadukou Group;4-granodiorite;5-geological boundary;6-unconformity; 7-age sample and its serial number；8-Line 18；9-mine drill and its serial number; 10-barren drill hole

蝕變類型主要有硅化、綠泥石化、鉀化、螢石化、碳酸鹽化、絹云母化、高嶺土化等。其中硅化與鉬礦化最為密切，次為鉀化、碳酸鹽化、螢石化。

Mo-W異常與Pb-Zn-Au-Ag異常在平面上具有分帶性的特點，后者多分布于前者的外圍。

1.3 礦體地質特征

本礦床金屬礦物主要為輝鉬礦，次為黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦，偶見磁鐵礦。

鉬礦體主要賦存于隱伏花崗斑巖體(石英斑巖-花崗斑巖-花崗閃長巖)與興華渡口群(Pt1x)的接觸帶及其附近。有用金屬礦物輝鉬礦以多種形式分布在興華渡口群或隱伏巖體中。

鉬礦體主要走向為NW，傾向NE，傾角60°～80°，延長100 m～400 m，延深達100 m～500 m，與接觸帶構造的空間關系較密切，鉬礦化體多分布于接觸帶500 m范圍內，含輝鉬礦石英脈與圍巖界線清楚，見圖3。

輝鉬礦主要沿石英脈分布，多呈細小片狀或片狀集合體狀或不連續(xù)的細脈狀分布于石英脈中間或兩邊，部分輝鉬礦則沿鉀長石-石英脈、碳酸鹽脈或巖石的微裂隙中分布；在含輝鉬礦石英細脈的旁側，偶見浸染狀輝鉬礦化。輝鉬礦石英脈脈寬多為1 mm左右，一般小于5 mm，細脈多斜切片理，與片理產(chǎn)狀一致相對較多，但規(guī)律不明顯。

礦石構造以細脈狀構造為主、網(wǎng)脈狀-細脈浸染狀次之，其次為團塊狀構造、浸染狀構造，少量星點狀構造。

2 地質年齡測定

2.1 樣品采集

2.1.1 巖漿巖地質年齡樣采集

石英斑巖、花崗斑巖、花崗閃長巖在野外呈過渡相變的特點。為了進一步查明其成礦年代及與鉬礦的關系，本次工作在石英斑巖、花崗斑巖、花崗閃長巖中分別采取樣品，樣品采集位置見圖3，采集方式為在鉆孔同一巖性中打塊組合而成。為了查明隱伏巖體與礦區(qū)東部出露的泥盆系花崗斑巖的關系，在泥盆系花崗斑巖采集樣品H7(圖2)。

2.1.2 輝鉬礦Re-Os同位素年齡樣采集

輝鉬礦主要賦存于石英(碳酸鹽-螢石)脈，長石石英脈、碳酸鹽(-螢石)脈中?？紤]圍巖不一致因而在鉆孔中隱伏巖體中的輝鉬礦-石英脈、興華渡口群中的輝鉬礦-石英脈、輝鉬礦-長石石英脈分別取樣。取樣主要在鉆孔中礦體位置采集，打塊組合而成，取樣位置見圖3。

2.2 巖漿巖地質年齡測定

2.2.1 分析方法

用于鋯石年代學測試的花崗巖樣品在河北省地質測繪院巖礦實驗測試中心進行測試。先挑選單礦物鋯石，主要方法為全巖逐級分選破碎；小于100目的粉塵經(jīng)水淘洗、電磁分選；最后在雙目鏡下挑選晶形完好、透明度和光澤度好的鋯石顆粒，用環(huán)氧樹脂固定于樣品靶上，經(jīng)研磨拋光，具體制靶方法參考北京離子探針中心實驗室提供的方法(宋彪等，2002)。

樣品H1、H2、H3、H7鋯石，在南京大學內生金屬礦床成礦機制研究國家重點實驗室用LA-ICP-MS進行測試。激光剝蝕系統(tǒng)為New Wave公司生產(chǎn)的UP213固體激光剝蝕系統(tǒng)，ICP-MS型號為Agilent 7500a型，采用He氣作為剝蝕物質的載氣，通過直徑3 mm的PVC管將剝蝕物質傳送到ICP-MS，并在進入ICP-MS之前與Ar氣混合，形成混合氣。根據(jù)鋯石大小，剝蝕直徑采用25 μm。在本次測試中，質量分餾矯正采用標樣GEMOC/GJ-1(608Ma)，每組樣品包括一個已知年齡鋯石Mud Tank(735Ma)。數(shù)據(jù)處理采用ISOPLOT程序(Ludwig, 2003)。

圖3 18線剖面圖Fig.3 Geologic section of the line 18 1-第四系；2-興華渡口群；3-石英斑巖；4-花崗斑巖；5-花崗閃長巖；6-高品位礦體；7-低品位礦體；8-鉆孔及 編號；9-地質年齡樣品及編號1-Quaternary；2-XinHuaDuKou Group；3-quartz porphyry；4-granite porphyry；5-granodiorite；6-high grade molybdenum ore；7-low grade molybdenum ore；8-drill hole and its serial number；9-age sample and its serial number

2.2.2 分析結果

樣品H1鋯石共分析了28個點，樣品206Pb/238U和諧年齡在116～129 Ma之間，加權平均值為124±1 Ma(n=25,MSWD=1.8)，如圖4。

圖4 H1 U-Pb年齡諧和圖Fig.4 U-Pb concordia diagram of zircon form H1

樣品H2鋯石共分析了26個點，樣品206Pb/238U年齡在121～135 Ma之間，和諧年齡加權平均值為127±2 Ma(n=23,MSWD=2.6),如圖5。

圖5 H2 U-Pb年齡諧和圖Fig.5 U-Pb concordia diagram of zircon H2

樣品H3鋯石共分析了22個點，樣品206Pb/238U和諧年齡主要變化在119～130Ma之間，加權平均值為124±1Ma(n=19,MSWD=1.8)，如圖6。

圖6 H3 U-Pb年齡諧和圖Fig.6 U-Pb concordia diagram of zircon form H3

樣品H7鋯石共分析了24個點，樣品206Pb/238U年齡變化在276～337 Ma之間，和諧年齡主要集中在295～314 Ma間，加權平均值為307±3 Ma(n=20,MSWD=1.2)，如圖7。

圖7 H7 U-Pb年齡諧和圖Fig.7 U-Pb concordia diagram of zircon form H7

2.3 輝鉬礦Re-Os同位素年齡測定

2.3.1 分析方法

用于Re-Os年代學測試的輝鉬礦樣品，委托河北省地質測繪院巖礦實驗測試中心挑選單礦物輝鉬礦。樣品H4、H5、H6單礦物輝鉬礦，委托國家地質實驗測試中心進行同位素測定，置信水平95%，主要流程為：分解樣品-直接蒸餾分離Os-萃取分離Re質譜測定。

2.3.2 分析結果

分析結果見表2。測試單位及測試者：國家地質實驗測試中心屈文俊、李超、周利敏,2013。

3 成礦過程討論

奧陶紀之前，牙克石-根河火山型被動陸緣處于南北強烈擠壓，最老的元古界興華渡口群地層發(fā)生強烈的構造運動和區(qū)域變質作用，形成了東西向波狀延伸的擠壓帶。

奧陶紀中期，擠壓活動暫停，地殼下降，海域形成，接受沉積，形成了一套韻律性明顯的復理石相沉積物，并伴隨較弱的海底火山噴溢活動；晚期華夏構造運動開始，地殼開始上升為剝蝕階段。

泥盆紀，早期為一穩(wěn)定的淺海沉積階段，沉積了一套具有明顯韻律及水平層理的陸源碎屑巖及碳酸鹽巖，局部伴隨著較弱的中基性火山噴溢作用；中期，東西向構造運動加強，沉積環(huán)境動蕩，并出現(xiàn)較強烈中酸性火山噴溢活動；晚期，南北向擠壓力強烈，并伴隨華力西早期巖漿侵入和相應的火山噴發(fā)。華力西早期的巖漿侵入活動從基性開始，經(jīng)由中性、中酸性到酸性結束；空間位置上看，侵入巖產(chǎn)出部位多與南北向構造有關。

石炭紀，早期地殼緩慢抬升，沉積環(huán)境從淺海逐漸變?yōu)檫吘壓?；中期華夏構造運動使地殼上升，接受剝蝕，強大的北西-南東向壓應力使本區(qū)古老巖層發(fā)生褶皺，華力西中期花崗巖沿北東向褶皺軸部貫入，華力西中期的巖漿均為酸性巖漿，經(jīng)過本次運動，本區(qū)上升為陸地，直至侏羅紀早期本區(qū)沒有沉積新的地層，處于剝蝕階段，在局部的山間盆地沉積了一套底礫巖。

侏羅紀，中期新華夏構造開始活動，斷裂重新活動，并且有巖漿沿北北東向的構造線噴發(fā)；晚期為新華夏構造運動強烈時期，以斷裂為主的構造活動及伴隨著強烈的火山噴發(fā)和巖漿侵入，噴發(fā)了一套火山碎屑巖和熔巖，花崗斑巖及次火山巖等，沿構造裂隙貫入，前寒武系地層重新活動，又產(chǎn)生了新的斷裂，期間形成了海拉爾地塹構造，在坳陷邊緣脆弱地段噴發(fā)了玄武巖，之后，構造運動又恢復平靜，氣候溫暖，植物茂盛，在坳陷區(qū)沉積了含煤巖層。礦區(qū)內花崗斑巖的巖漿侵入活動為鉬礦床帶來了豐富的物質來源，為其成礦母巖。

白堊紀至第三系，沒有地層記錄，處于長期剝蝕狀態(tài)，但以斷裂為主的構造運動仍然存在。

從鉬礦(化)體的空間分布特征看，鉬礦(化)體分布于隱伏巖體的內外接觸帶中的構造裂隙中，外帶礦化較強，內帶礦化較弱，輝鉬礦主要分布于石英(碳酸鹽-螢石)脈，長石石英脈、碳酸鹽(-螢石)脈中，節(jié)理裂隙為本區(qū)控礦構造，熱液充填成礦作用的特征明顯，初步認為其屬巖漿熱液型鉬礦床。從輝鉬礦Re-Os測年和花崗斑巖鋯石測年成果看，輝鉬礦成礦年齡與燕山期花崗斑巖基本一致，成礦巖體為花崗斑巖巖體，同時根據(jù)輝鉬礦脈切穿賦礦巖體與興華渡口群的接觸帶的事實，成礦期稍晚于花崗斑巖，屬于其期后熱液。初步認為燕山期含礦花崗斑巖巖體的侵入，造成巖山背斜巖石進一步破碎，裂隙發(fā)育，該期巖體的期后熱液充填形成鉬礦床。

表2 巖山鉬礦床輝鉬礦Re-Os同位素測試結果

4 結論

(1) 地表出露的華力西期花崗閃長巖鋯石年齡307±3 Ma，與輝鉬礦成礦無關。

(2) 與輝鉬礦成礦有關的巖體為花崗斑巖隱伏巖體，NW-SW走向，自邊部至中心，大致呈石英斑巖-花崗斑巖-花崗閃長巖相變的特點，其鋯石年齡分別為124±1 Ma、127±2 Ma、124±1 Ma。

(3) 以興華渡口群為圍巖的輝鉬礦Re-Os年齡為125.2±1.7 Ma；以花崗斑巖為圍巖的輝鉬礦Re-Os年齡為126.6±1.8 Ma；長石石英脈中輝鉬礦Re-Os年齡為125.3±1.8 Ma。

(4) 根據(jù)礦體與圍巖的相互關系及年齡測定結果，成礦無論從時間上和空間上均與燕山期花崗斑巖的侵入密切相關，熱液充填活動明顯，屬巖漿熱液型礦床。

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Re-Os Dating of the Molybdenum Deposit and Zircon U-pb Ages of Related Magmatic Rocks in the Yanshan Area,Yakeshi, Inner Mongolia

ZENG Zi-hua1,2，LIU De-peng2，CHEN Biao2，WANG Hong-zhi2,YU Xiang-ming2

(1.EarthScienceandEngineeringSchool,NanjingUniversity,Nanjing,Jiangsu210093; 2.EastChinaMineralExplorationandDevelopmentBureau,Nanjing,Jiangsu210007)

In recent years, a moderiate-size molybdenum deposit was discovered in the Yanshan area,Yakeshi, Inner Mongolia. Its host rocks are primarily the Proterozoic Xinhuadukou Group, and secondly the concealed rock of the Yanshan-period granite porphyry.These rocks exhibit the characteristics of quartz porphyry and granite porphyry-granite diorite phase transition from the edge to the center with U-pb ages 124±1 Ma, 127±2 Ma, and 124±1 Ma, respectively. Molybdenite ore appears in the quartz (carbonate-fluorite) vein, feldspar quartz vein, and carbonate(fluorite) vein, which cut through the contact zone between the rock and strata. The Xinghuadukou Group molybdenite Re-Os age for the surrounding rock is 125.2±1.7 Ma, the granite-porphyry molybdenite Re-Os age of surrounding rock is 126.6±1.8 Ma, and feldspar quartz veins molybdenite Re-Os age is 125.3±1.8 Ma. According to the dating results and relationship between the ore body and surrounding rock, mineralization was closely related to the Yanshan-period granite porphyry in both time and space. The obvious hydrothermal filling activity suggests the type of the magmatic hydrothermal deposit.

geochemistry, molybdenum deposit, zircon U-Pb age, Re-Os isotopic age, Yakeshi

2014-09-19；

2014-12-16；[責任編輯]郝情情。

曾子華(1984年-)，男，2002年畢業(yè)于南京大學，獲學士學位，在讀碩士生，工程師，長期從事從事礦床勘查與研究工作。E-mail：47351907@qq.com。

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0495-5331(2015)01-0045-08